風(fēng)能是一種可再生能源,它是清潔且環(huán)保的,因此,風(fēng)能技術(shù)是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要能源。最近埃因霍芬理工大學(xué)的一項(xiàng)研究,揭示如何在一個(gè)緊湊的城市環(huán)境中提高城市風(fēng)能的潛力。研究顯示,高層建筑的適當(dāng)設(shè)計(jì),可以在城市風(fēng)能方面產(chǎn)生令人興奮的新可能性。
限制城市的無序擴(kuò)張,同時(shí)實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的城市發(fā)展,其中一個(gè)方法是采用緊湊城市的概念。緊湊型城市是指采用良好的規(guī)劃來實(shí)現(xiàn)整體更緊湊的可持續(xù)城市建筑形式或安排,不僅涉及更高密度的高層建筑,而且還連接著高效的公共交通系統(tǒng)。隨著城市密度的增加,帶有高層建筑的緊湊型城市設(shè)計(jì)與可持續(xù)性變得更加重要。
如今,高度在100米以上的建筑在許多城市中相當(dāng)普遍,這些建筑會(huì)受到高空風(fēng)的影響。如果不利用這種結(jié)構(gòu)來生產(chǎn)高空風(fēng)能,那將是一種巨大的浪費(fèi)。當(dāng)風(fēng)通過高層建筑之間的狹窄空間時(shí),可以產(chǎn)生更快的移動(dòng)風(fēng)速,并有可能轉(zhuǎn)化為其他形式的能源。
然而,由于地形的復(fù)雜性和異質(zhì)粗糙性,城市地區(qū)的風(fēng)往往更加紊亂,更難預(yù)測。因此,對(duì)城市風(fēng)的高分辨率和準(zhǔn)確評(píng)估,對(duì)于收集信息至關(guān)重要,這些信息可用于設(shè)計(jì)裝置以充分利用風(fēng)能。作為早期城市設(shè)計(jì)的有效工具,使用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的模擬已被認(rèn)為是分析城市風(fēng)能潛力的關(guān)鍵工具。
研究中探討了城市風(fēng)能發(fā)電的潛力,該潛力受制于鄰近的高層建筑的一些參數(shù),如城市布局、建筑角落設(shè)計(jì)和城市密度。CFD驗(yàn)證結(jié)果顯示,CFD預(yù)測和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的平均流速和湍流強(qiáng)度有合理的一致性。
研究人員指出,由于集中效應(yīng),建筑物之間的間距,與緊湊高層建筑區(qū)的建筑物高度相比,通常是非常小的,這可以大大增加平均風(fēng)速和風(fēng)能潛力。
研究表明,通過早期的城市設(shè)計(jì)規(guī)劃,研究更廣泛的設(shè)計(jì)方案,從而設(shè)計(jì)出所謂緊湊型城市中高層建筑的最佳配置,以實(shí)現(xiàn)城市風(fēng)能收集的可行性,促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展,會(huì)更加有效。
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論文原文:
https://research.tue.nl/en/publications/analysis-of-urban-wind-energy-potential-around-high-rise-building